KR102557129B1 - 회로차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대향하여 배치되고 전기적으로 연결되거나 분리되는 대향접점부 및 가동접점부; 상기 대향접점부를 지지하고 적어도 일부가 도체로 구성되는 제1지지부; 상기 가동접점부를 지지하고 적어도 일부가 도체로 구성되는 제2지지부; 및 상기 제1지지부 및 제2지지부 사이에 배치되고 상기 대향접점부가 내측 일방에 배치되고 상기 가동접점부가 내측 타방에 배치되는 절연통을 포함하는 회로차단기를 제공한다.
상기 제1지지부는 상기 절연통의 일방 단면과 결합되는 제1결합부 및 상기 제1결합부로부터 상기 절연통의 외측 타방으로 연장되는 제1전계완화부를 포함하여 구성되고, 상기 제1전계완화부는 내경이 상기 절연통의 외경보다 크고 내경이 일정하게 유지되면서 타방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제1내경부 및 제2내경부를 포함하여 구성되고, 상기 제2내경부는 상기 제1내경부의 타방에 형성되고 제1내경부보다 내경이 큰 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명은 저비용으로 용이하게 절연통이 설치된 차단기의 삼중점 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

Description

회로차단기{CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 회로차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 내부에 절연통이 설치된 차단기에 대해서 절연통의 삼중점 부분의 절연성능을 향상시키는 회로차단기에 관한 것이다.

발전소에서 생산된 전력을 일반 수용가까지 안정적으로 공급하기 위해 변전소마다 초고압 가스개폐절연장치(Gas Insulated Switchgear)가 설치된다.

일반적으로 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear)는 전기계통의 전원측과 부하측간의 회로 사이에 설치되어 정상적인 전류상태에서 인위적으로 회로를 개폐할 때 또는 회로상에 지락이나 단락 등 이상전류가 발생하였을 때 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 부하기기를 보호하는 전기기기로서 주로 초고압 기기에 사용된다.

이러한 가스절연개폐장치는 일반적으로 부싱(Bushing Unit), 회로차단기(Circuit Breaker, CB), 단로기(Disconnector Switch), 접지스위치(Earthing Switch), 가동부, 제어부 등으로 구성되고 육불화황가스(SF6) 등의 절연가스를 이용하여 계통 전압을 견딜 수 있도록 구성된다.

여기에서, 회로차단기는 폐쇄극 및 개방극 상태에서 내전압 성능을 가지도록 절연설계된다. 예를 들면, 회로차단기의 고정극접점 및 가동극접점을 지지하는 지지부 사이에 절연통을 설치하고 절연통의 내부와 외부 사이의 절연을 도모함으로써 내전압 성능을 향상시키고 있다.

그런데, 지지부(도체), 절연통(절연물질) 및 절연가스(예컨대, 육불화황가스)의 서로 다른 물리적 특성을 갖는 3종의 물질이 만나는 삼중점 부분에 전계가 집중되어 절연파괴가 발생한다. 이에 따라, 삼중점 부분의 전계집중을 완화하는 설계가 필요하다.

특히, 지구 온난화를 가중시키는 부작용 때문에 육불화황가스 사용이 제한되어 절연성능이 낮은 절연가스로 대체되고 있으므로 전계집중을 완화하는 설계가 필요하다.

이와 관련된 선행기술은 다음과 같다.

한국등록특허 제10-0952686호는 가스절연개폐장치의 차단기부에 관한 것으로서, 전계완화전극을 구비함으로써 차단기부의 전기적 내전압성능을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 절연통이 설치된 차단기에 대해서 저비용으로 용이하게 절연통의 삼중점 부분의 절연성능을 향상시키는 회로차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 대향하여 배치되고 전기적으로 연결되거나 분리되는 대향접점부 및 가동접점부; 상기 대향접점부를 지지하고 적어도 일부가 도체로 구성되는 제1지지부; 상기 가동접점부를 지지하고 적어도 일부가 도체로 구성되는 제2지지부; 및 상기 제1지지부 및 제2지지부 사이에 배치되고 상기 대향접점부가 내측 일방에 배치되고 상기 가동접점부가 내측 타방에 배치되는 절연통을 포함하는 회로차단기를 제공한다.

상기 제1지지부가 상기 절연통의 일방 단면과 결합되는 제1결합부 및 상기 제1결합부로부터 상기 절연통의 외측 타방으로 연장되는 제1전계완화부를 포함하여 구성되거나 상기 제2지지부가 상기 절연통의 타방 단면과 결합되는 제2결합부 및 상기 제2결합부로부터 상기 절연통의 외측 일방으로 연장되는 제2전계완화부를 포함하여 구성된다.

상기 제1전계완화부는 내경이 상기 절연통의 외경보다 크고 내경이 일정하게 유지되면서 타방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제1내경부 및 제2내경부를 포함하여 구성된다.

상기 제2내경부는 상기 제1내경부의 타방에 형성되고 제1내경부보다 내경이 크다.

상기 제2전계완화부는 내경이 상기 절연통의 외경보다 크고 내경이 일정하게 유지되면서 일방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제3내경부 및 제4내경부를 포함하여 구성된다.

상기 제4내경부는 상기 제3내경부의 일방에 형성되고 제3내경부보다 내경이 크다

상기 제1전계완화부는 상기 제1내경부 및 제2내경부 사이에 위치하고 타방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제2확경부를 포함하여 구성된다.

상기 1전계완화부는 타방으로 갈수록 내경이 일정하게 유지되거나 내경이 점차 커진다.

상기 제2내경부가 타방으로 연장되는 길이는 상기 제1내경부보다 크거나 같다.

상기 제1전계완화부는 상기 절연통의 일방 단부의 외주면과 접촉하고 상기 제1내경부의 일방에 형성되는 제1접촉부를 포함하여 구성된다.

상기 제1전계완화부는 상기 제1접촉부 및 제1내경부 사이에 위치하고 타방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제1확경부를 포함하여 구성된다.

상기 제2확경부는 반경방향 폭이 제1확경부보다 크거나 같다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 절연통의 삼중점(A1, B1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(A1, B1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 절연통의 삼중점(A1, B1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 종래기술에 따른 회로차단기의 통상시의 폐쇄극(전류통전) 상태를 나타내고, 도 2는 종래기술에 따른 회로차단기의 개극(전류차단동작 중) 상태를 나타내며 도 3은 도 2를 확대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주요구성을 확대한 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론도 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

실시예를 설명함에 있어서 일방은 도면 상에서 왼쪽방향을 의미할 수 있고 타방은 도면 상에서 오른쪽방향을 의미할 수 있다. 또한, 일측은 도면 상에서 왼쪽을, 타측은 도면 상에서 오른쪽을 의미할 수 있고, 일단은 왼쪽 단면, 타단은 오른쪽 단면을 의미할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 회로차단기의 통상시의 폐쇄극(전류통전) 상태를 나타내고, 도 2는 종래기술에 따른 회로차단기의 개극(전류차단동작 중) 상태를 나타내며 도 3은 도 2를 확대한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 회로차단기(1)는 대향접점부(10), 가동접점부(20), 제1지지부(30), 제2지지부(40), 절연통(50), 탱크(60), 인입도체(70) 및 구동부(80)를 포함하여 구성된다.

[대향접점부]

대향접점부(10)는 가동접접부(20)와 대향하여 배치될 수 있고 제1지지부(30)에 고정될 수 있다. 대향접점부(10)는 제1지지부(30)를 통해 일측의 인입도체(70a)와 연결되어 전기적으로 연결될 수 있다.

대향접점부(10)는 대향통전접촉자(11) 및 대향아크접촉자(12)를 포함하여 구성될 수 있다.

대향통전접촉자(11)는 양단에 개구가 형성된 원통형상의 도체일 수 있고, 타측의 개구 가장자리가 반경방향 내측으로 돌출될 수 있다. 또한, 대향통전접촉자(11)는 절연통(50)의 내측에 위치할 수 있고 제1지지부(30)의 타측 단면에 입설되어 타방으로 연장되어 형성될 수 있다.

대향아크접촉자(12)는 타단이 둥글게 형성된 중실의 원기둥형 도체에 해당할 수 있다. 대향아크접촉자(12)는 일단이 제1지지부(30)에 결합될 수 있고 타단이 타방을 향하도록 중심축 상에 배치될 수 있다.

[가동접점부]

가동접점부(20)는 대향접점부(10)와 대향하여 배치될 수 있고 슬라이딩 가능하게 제2지지부(40)에 끼워넣어질 수 있다. 가동접점부(20)는 제2지지부(40)를 통해 타측의 인입도체(70b)와 연결되어 전기적으로 연결될 수 있다.

가동접점부(20)는 가동통전접촉자(21), 가동아크접촉자(22) 및 조작로드(23)를 포함하여 구성될 수 있다.

가동통전접촉자(21)는 단면에 개구가 형성된 원통 형상의 도체에 해당할 수 있고, 대향통전접촉자(11)와 서로 마주 보게 배치될 수 있다. 가동통전접촉자(21)의 외경은 대향통전접촉자(11)의 반경방향 내측으로 돌출된 개구 가장자리 부분의 내경과 일치할 수 있다.

대향통전접촉자(11)의 개구에 가동통전접촉자(21)가 삽입됨으로써, 대향통전접촉자(11)의 내면과 가동통전접촉자(21)의 외면이 접촉하고 전기적으로 도통 상태가 될 수 있다. 또한, 대향통전접촉자(11)의 개구에서 가동통전접촉자(21)가 빼내어짐으로써, 대향통전접촉자(11)가 가동통전접촉자(21)로부터 전기적으로 분리될 수 있다.

가동아크접촉자(22)는 조작로드(23)의 일단에 연설될 수 있고 대향아크접촉자(12)와 연결될 수 있다.

조작로드(23)는 중심축 상에 배치될 수 있고 일측에 개구가 형성된 중공의 통에 해당할 수 있다. 조작로드(23)의 타단은 절연로드(82)에 연결될 수 있고 절연로드(82)를 통해 기구부(81)에 연결될 수 있다.

조작로드(23)가 기구부(81)에 의해 밀리고 당겨지게 됨으로써 가동접점부(20) 전체가 대향접점부(10)를 향해 이동하거나 대향접점부(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다.

[제1지지부]

제1지지부(30)는 양단에 개구부가 형성된 중공의 원통 형상을 가질 수 있고 적어도 일부가 도체로 구성될 수 있다.

제1지지부(30)는 대향접점부(10) 및 일측의 인입도체(70a)와 접속될 수 있고 대향접점부(10)를 지지할 수 있다.

또한, 제1지지부(30)는 절연통(50)과 결합될 수 있다.

한편, 제1지지부(30)는 대향접점부(10) 및 인입도체(70a)와 접속되고 대향접점부(10)를 지지하는 제1지지본체부(30a) 및 절연통(50)과 결합되는 제1극간플랜지부(30b)로 분리되어 구성될 수도 있다. 제1지지본체부(30a) 및 제1극간플랜지부(30b)는 결합될 수 있다.

제1지지부(30)는 절연통(50)의 일방 단면과 결합되는 제1결합부(31) 및 제1결합부(31)로부터 절연통(50)의 외측 타방으로 연장되는 제1전계완화부(32)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1전계완화부(32)는 절연통(50)의 일방 단부의 외주면과 접촉할 수 있다. 제1전계완화부(32)와 절연통(50)의 외주면이 접촉하는 지점 중에서 타측 끝의 지점에는 도체(제1지지부), 절연물질(절연통), 절연가스(예컨대, 육불화황가스)의 서로 다른 물리적 특성을 갖는 3종의 물질이 만나는 삼중점(A1, 도 3)이 형성될 수 있다.

한편, 제1전계완화부(32)가 절연통(50)의 일방 단부의 외주면과 접촉하지 않는 경우에는, 삼중점(A1)은 도 3과 달리, 제1결합부(31)와 절연통(50)이 결합되는 절연통(50) 일단의 반경방향 외측 또는 내측 끝에 형성될 수 있다.

제1전계완화부(32)는 삼중점(A1) 주변의 등전위선의 간격을 넓힘으로써 전계(electric field)를 완화시킬 수 있다. 그러나, 도 1 내지 도 3에서의 종래기술은 삼중점(A1) 주변의 전계를 충분히 완화시킬 수 없어서 절연파괴가 발생하여 절연통(50) 등이 손상될 수 있다.

[제2지지부]

제2지지부(40)는 양단에 개구부가 형성된 중공의 원통 형상을 가질 수 있고 적어도 일부가 도체로 구성될 수 있다.

제2지지부(40)는 가동접점부(20) 및 타측의 인입도체(70b)와 접속될 수 있고 가동접점부(20)를 지지할 수 있다.

또한, 제2지지부(40)는 절연통(50)과 결합될 수 있다.

한편, 제2지지부(40)는 가동접점부(20) 및 인입도체(70b)와 접속되고 가동접점부(20)를 지지하는 제2지지본체부(40a) 및 절연통(50)과 결합되는 제2극간플랜지부(40b)로 분리되어 구성될 수도 있다. 제2지지본체부(40a) 및 제2극간플랜지부(40b)는 결합될 수 있다.

제2지지부(40)는 절연통(50)의 타방 단면과 결합되는 제2결합부(41) 및 제2결합부(41)로부터 절연통(50)의 외측 일방으로 연장되는 제2전계완화부(42)를 포함하여 구성될 수 있다.

제2전계완화부(42)는 절연통(50)의 타방 단부의 외주면과 접촉할 수 있다. 제2전계완화부(42)와 절연통(50)의 외주면이 접촉하는 지점 중에서 일측 끝의 지점에는 도체(제2지지부), 절연물질(절연통), 절연가스(예컨대, 육불화황가스)의 서로 다른 물리적 특성을 갖는 3종의 물질이 만나는 삼중점(B1, 도 3)이 형성될 수 있다.

한편, 제2전계완화부(42)가 절연통(50)의 타방 단부의 외주면과 접촉하지 않는 경우에는, 삼중점(B1)은 도 3과 달리, 제2결합부(41)와 절연통(50)이 결합되는 절연통(50) 타단의 반경방향 외측 또는 내측 끝에 형성될 수 있다.

제2전계완화부(42)는 삼중점(B1) 주변의 등전위선의 간격을 넓힘으로써 전계를 완화시킬 수 있다. 그러나, 도 1 내지 도 3에서의 종래기술은 삼중점(B1) 주변의 전계를 충분히 완화시킬 수 없어서 절연파괴가 발생하여 절연통(50) 등이 손상될 수 있다.

[절연통]

절연통(50)은 중공의 원통 형상을 가질 수 있고 예를 들면, FRP(fiber reinforced plastic) 또는 에폭시계 수지제 등의 절연물질로 구성될 수 있다.

절연통(50)은 제1지지부(30) 및 제2지지부(40) 사이에 배치될 수 있고 양단면이 제1지지부(30) 및 제2지지부(40)와 결합될 수 있다. 또한, 절연통(50)의 내측 일방에는 대향접점부(10)가 배치될 수 있고, 절연통(50)의 내측 타방에는 가동접점부(20)가 배치될 수 있다.

절연통(50)은 제1지지부(30)와 제2지지부(40) 사이의 공간과 탱크(60)의 내벽면 사이를 절연시킬 수 있고 제1지지부(30) 및 제2지지부(40)와 함께 아크를 소호하는 소호실을 형성할 수 있다.

[탱크]

탱크(60)는 대향접점부(10)와 가동접점부(210), 제1/제2지지부(30, 40), 절연통(50)을 수용할 수 있다.

탱크(60)에는 절연가스가 충전될 수 있다. 절연가스는 소호성능 및 절연성능이 우수한 가스일 수 있다. 예를 들면, 절연가스는 육불화황가스(SF6)일 수 있다.

[인입도체]

인입도체(70)는 외부 회로와 연결될 수 있다.

일측의 인입도체(70a)는 제1지지부(30)와 접속될 수 있고 타측의 인입도체(70b)는 제2지지부(40)와 접속될 수 있다.

[구동부]

구동부(80)는 기구부(81) 및 절연로드(82)를 포함하여 구성될 수 있다.

기구부(81)는 스프링 또는 유압 등으로 기구부(81)에 연결된 절연로드(82)를 일방 또는 타방으로 이동시킬 수 있다.

절연로드(82)는 가동접점부(20)와 연결될 수 있고 가동접점부(20)를 일방 또는 타방으로 이동시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기는 도 1내지 도 3의 회로차단기(1)에서 제1지지부(30) 및 제2지지부(40)를 도 4의 제1지지부(300) 및 제2지지부(400)로 대체한 것에 해당할 수 있다. 이하, 4를 살펴본다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주요구성을 확대한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 회로차단기는 도 3과 달리, 제1지지부(300)의 제1전계완화부(320)가 제1내경부(322), 제2내경부(324), 제1확경부(326) 및 제2확경부(328)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 도 3과 달리, 제2지지부(400)의 제2전계완화부(420)가 제3내경부(422), 제4내경부(424), 제3확경부(426) 및 제4확경부(428)을 포함하여 구성될 수 있다.

이하, 제1지지부(300) 및 제2지지부(400)에 대해서 종래기술의 제1/제2지지부(30, 40)와의 차이점만을 구체적으로 살펴본다.

[제1지지부]

제1지지부(300)는 제1결합부(310) 및 제1전계완화부(320)를 포함할 수 있다. 제1결합부(310)는 절연통(50)의 일방 단면과 결합될 수 있다. 제1전계완화부(320)는 제1결합부(310)로부터 절연통(50)의 외측 타방으로 연장될 수 있다. 제1전계완화부(320)는 절연통(50)의 일방 단부의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 제1전계완화부(320)는 내경이 절연통(50)의 외경보다 크고 내경이 일정하게 유지되면서 타방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제1내경부(322) 및 제2내경부(324)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1내경부(322) 및 제2내경부(324)는 절연통(50)의 일방 단부의 외주면을 둘러쌀 수 있다.

제2내경부(324)는 제1내경부(322)의 타방에 형성되고 제1내경부(322) 보다 내경이 클 수 있다.

이와 같이, 제1전계완화부(320)의 내경이 절연통(50)의 외경보다 크고 제1전계완화부(320)의 내경이 일정하게 유지되면서 타방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제1내경부(322) 및 제2내경부(324)를 포함하여 구성되고 제2내경부(324)가 제1내경부(322)의 타방에 형성되고 제1내경부(322) 보다 내경이 큼으로써, 삼중점(A1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(A1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(A1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1전계완화부(320)는 제1내경부(322) 및 제2내경부(324) 사이에 위치하고 타방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제2확경부(328)를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 제2확경부(328)의 내주면의 단면은 타방을 향해 반경방향 외측으로 비스듬하게 기울어진 직선 형태에 해당할 수 있다. 제2확경부(328)는 절연통(50)의 일방 단부의 외주면을 둘러쌀 수 있다.

이와 같이, 제1전계완화부(320)가 제1내경부(322) 및 제2내경부(324) 사이에 위치하고 타방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제2확경부(328)를 포함하여 구성됨으로써, 삼중점(A1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(A1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(A1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 1전계완화부(320)는 타방으로 갈수록 내경이 일정하게 유지되거나 내경이 점차 커질 수 있다.

이와 같이, 1전계완화부(320)가 타방으로 갈수록 내경이 일정하게 유지되거나 내경이 점차 커짐으로써, 삼중점(A1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(A1) 주변의 전계(electric field)를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(A1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 제2내경부(324)가 타방으로 연장되는 길이(d2)는 제1내경부(322)가 타방으로 연장되는 길이(d1) 보다 크거나 같을 수 있다.

이와 같이, 제2내경부(324)가 타방으로 연장되는 길이(d2)가 제1내경부(322)가 타방으로 연장되는 길이(d1) 보다 크거나 같음으로써, 삼중점(A1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(A1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(A1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

제1전계완화부(320)는 절연통(50)의 일방 단부의 외주면과 접촉하고 제1내경부(322)의 일방에 형성되는 제1접촉부(321)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1접촉부(321)는 절연통(50)의 일방 단부의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 제1접촉부(321)의 내경은 절연통(50)의 일방 단부의 외경과 대응할 수 있다. 제1접촉부(321)는 절연통(50)의 일방 단부의 외주면을 따라 축방향으로 제1소정길이만큼 접촉할 수 있다. 여기에서, 축방향은 전술한 일방 또는 타방일 수 있고 절연통(50)의 연장방향일 수 있다. 또한 여기에서, 상기 제1소정길이는 제1내경부(322)가 타방으로 연장되는 길이(d1) 보다 크거나 같을 수 있다. 제1확경부(326)가 둘러싸는 절연통(50)의 외주면은 제1접촉부(321)가 접촉하는 절연통(50)의 외주면으로부터 타방으로 연장될 수 있다.

이와 같이, 제1전계완화부(320)가 절연통(50)의 일방 단부의 외주면과 접촉하고 제1내경부(322)의 일방에 형성되는 제1접촉부(321)를 포함하여 구성됨으로써, 삼중점(A1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(A1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(A1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1전계완화부(320)는 제1접촉부(321) 및 제1내경부(322) 사이에 위치하고 타방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제1확경부(326)를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 제1확경부(326)의 내주면의 단면은 타방을 향해 반경방향 외측으로 비스듬하게 기울어진 직선 형태에 해당할 수 있다. 제1확경부(326)는 절연통(50)의 일방 단부의 외주면을 둘러쌀 수 있다.

이와 같이, 제1전계완화부(320)가 제1접촉부(321) 및 제1내경부(322) 사이에 위치하고 타방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제1확경부(326)를 포함하여 구성됨으로써, 삼중점(A1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(A1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(A1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

이 때에, 제2확경부(328)의 반경방향 폭(w2)은 제1확경부(326)의 반경방향 폭(w1)보다 크거나 같을 수 있다.

이와 같이, 제2확경부(328)의 반경방향 폭(w2)은 제1확경부(326)의 반경방향 폭(w1)보다 크거나 같음으로써, 삼중점(A1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(A1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(A1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

[제2지지부]

제2지지부(400)는 제2결합부(410) 및 제2전계완화부(420)를 포함할 수 있다. 제2결합부(410)는 절연통(50)의 타방 단면과 결합될 수 있다. 제2전계완화부(420)는 제2결합부(410)로부터 절연통(50)의 외측 일방으로 연장될 수 있다. 제2전계완화부(420)는 절연통(50)의 타방 단부의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 제2전계완화부(420)는 내경이 절연통(50)의 외경보다 크고 내경이 일정하게 유지되면서 일방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제3내경부(422) 및 제4내경부(424)를 포함하여 구성될 수 있다. 제3내경부(422) 및 제4내경부(424)는 절연통(50)의 타방 단부의 외주면을 둘러쌀 수 있다.

제4내경부(424)는 제3내경부(422)의 타방에 형성되고 제3내경부(422) 보다 내경이 클 수 있다.

이와 같이, 제2전계완화부(420)의 내경이 절연통(50)의 외경보다 크고 제2전계완화부(420)의 내경이 일정하게 유지되면서 타방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제3내경부(422) 및 제4내경부(424)를 포함하여 구성되고 제4내경부(424)는 제3내경부(422)의 타방에 형성되고 제3내경부(422) 보다 내경이 큼으로써, 삼중점(B1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(B1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(B1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2전계완화부(420)는 제3내경부(422) 및 제4내경부(424) 사이에 위치하고 일방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제4확경부(428)를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 제4확경부(428)의 내주면의 단면은 일방을 향해 반경방향 외측으로 비스듬하게 기울어진 직선 형태에 해당할 수 있다. 제4확경부(428)는 절연통(50)의 타방 단부의 외주면을 둘러쌀 수 있다.

이와 같이, 제2전계완화부(420)가 제3내경부(422) 및 제4내경부(424) 사이에 위치하고 일방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제4확경부(428)를 포함하여 구성됨으로써, 삼중점(B1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(B1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(B1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 2전계완화부(420)는 일방으로 갈수록 내경이 일정하게 유지되거나 내경이 점차 커질 수 있다.

이와 같이, 2전계완화부(420)가 일방으로 갈수록 내경이 일정하게 유지되거나 내경이 점차 커짐으로써, 삼중점(B1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(B1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(B1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 제4내경부(424)가 일방으로 연장되는 길이(d4)는 제3내경부(422)가 일방으로 연장되는 길이(d3) 보다 크거나 같을 수 있다.

이와 같이, 제4내경부(424)가 일방으로 연장되는 길이(d4)는 제3내경부(422)가 일방으로 연장되는 길이(d3) 보다 크거나 같음으로써, 삼중점(B1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(B1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(B1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

제2전계완화부(420)는 절연통(50)의 타방 단부의 외주면과 접촉하고 제3내경부(422)의 타방에 형성되는 제2접촉부(421)를 포함하여 구성될 수 있다. 제2접촉부(421)는 절연통(50)의 타방 단부의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 제2접촉부(421)의 내경은 절연통(50)의 타방 단부의 외경과 대응할 수 있다. 제2접촉부(421)는 절연통(50)의 타방 단부의 외주면을 따라 축방향으로 제2소정길이만큼 접촉할 수 있다. 여기에서, 축방향은 전술한 일방 또는 타방일 수 있고 절연통(50)의 연장방향일 수 있다. 또한 여기에서, 제2소정길이는 제3내경부(422)가 일방으로 연장되는 길이(d3) 보다 크거나 같을 수 있다. 제3확경부(426)가 둘러싸는 절연통(50)의 외주면은 제2접촉부(421)가 접촉하는 절연통(50)의 외주면으로부터 일방으로 연장될 수 있다.

이와 같이, 제2전계완화부(420)가 절연통(50)의 타방 단부의 외주면과 접촉하고 제3내경부(422)의 타방에 형성되는 제2접촉부(421)를 포함하여 구성됨으로써, 삼중점(B1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(B1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(B1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2전계완화부(420)는 제2접촉부(421) 및 제3내경부(422) 사이에 위치하고 일방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제3확경부(426)를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 제3확경부(426)의 내주면의 단면은 일방을 향해 반경방향 외측으로 비스듬하게 기울어진 직선 형태에 해당할 수 있다. 제3확경부(426)는 절연통(50)의 타방 단부의 외주면을 둘러쌀 수 있다.

이와 같이, 제2전계완화부(420)가 제2접촉부(421) 및 제3내경부(422) 사이에 위치하고 일방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제3확경부(426)를 포함하여 구성됨으로써, 삼중점(B1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(B1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(B1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

이 때에, 제4확경부(428)의 반경방향 폭(w4)은 제3확경부(426)의 반경방향 폭(w3)보다 크거나 같을 수 있다.

이와 같이, 제4확경부(428)의 반경방향 폭(w4)이 제3확경부(426)의 반경방향 폭(w3)보다 크거나 같음으로써, 삼중점(B1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(B1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 삼중점(B1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있다.

구체적인 효과는 다음과 같다.

[표 1]

상기 표 1의 실험결과를 참조하면, 도 4에 도시된 제1/제2전계완화부(320, 420)의 구성을 통해, 절연통(50) 일측의 삼중점(A1)과 절연통(50) 타측의 삼중점(B1)에서 모두 전기장 세기가 현저하게 감소하는 확인할 수 있다.

다만, 상기 표 1의 실험결과는 제1/제2지지부(30, 40, 300, 400)가 각각 도 3 및 도 4에 도시된 형태에 해당한 경우에 도출될 수 있는 것으로서, 제1/제2지지부(30, 40, 300, 400) 외의 다른 구성은 도 1 내지 도 4에 나타난 구성과 다소 다른 형태로 구성될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.

아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 회로차단기
10: 대향접점부
11: 대향통전접촉자 12: 대향아크접촉자
20: 가동접점부 21: 가동통전접촉자
22: 가동아크접촉자 23: 조작로드
30: 제1지지부
31: 제1결합부 32: 제1전계완화부
40: 제2지지부
41: 제2결합부 42: 제2전계완화부
50: 절연통 60: 탱크
70: 인입도체 80: 구동부
300: 제1지지부 310: 제1결합부
320: 제1전계완화부 321: 제1접촉부
322: 제1내경부 324: 제2내경부
326: 제1확경부 328: 제2확경부
400: 제2지지부 410: 제2결합부
420: 제2전계완화부 421: 제2접촉부
422: 제3내경부 424: 제4내경부
426: 제3확경부 428: 제4확경부

Claims (7)

1. 대향하여 배치되고 전기적으로 연결되거나 분리되는 대향접점부 및 가동접점부;
   상기 대향접점부를 지지하고 적어도 일부가 도체로 구성되는 제1지지부;
   상기 가동접점부를 지지하고 적어도 일부가 도체로 구성되는 제2지지부; 및
   상기 제1지지부 및 제2지지부 사이에 배치되고 상기 대향접점부가 내측 일방에 배치되고 상기 가동접점부가 내측 타방에 배치되는 절연통을 포함하고,
   상기 제1지지부는 상기 절연통의 일방 단면과 결합되는 제1결합부 및 상기 제1결합부로부터 상기 절연통의 외측 타방으로 연장되고 상기 절연통의 일방 단부의 외주면을 둘러싸는 제1전계완화부를 포함하여 구성되고,
   상기 제1전계완화부는 내경이 상기 절연통의 외경보다 크고 내경이 일정하게 유지되면서 타방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제1내경부 및 제2내경부를 포함하여 구성되고,
   상기 제2내경부는 상기 제1내경부의 타방에 형성되고 제1내경부보다 내경이 크고,
   상기 제1전계완화부는 상기 절연통의 일방 단부의 외주면과 접촉하되 절연통의 일방 단부의 외주면을 따라 축방향으로 제1소정길이만큼 접촉하고 상기 제1내경부의 일방에 형성되는 제1접촉부, 상기 제1접촉부 및 제1내경부 사이에 위치하고 타방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제1확경부 및 상기 제1내경부 및 제2내경부 사이에 위치하고 타방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제2확경부를 포함하고,
   상기 제1확경부 및 제2확경부의 내주면의 단면은 타방을 향해 반경방향 외측으로 비스듬하게 기울어진 직선 형태를 포함하고,
   상기 제1확경부가 둘러싸는 상기 절연통의 외주면은 상기 제1접촉부가 접촉하는 절연통의 외주면으로부터 타방으로 연장되고,
   상기 제1확경부의 반경방향 폭이 상기 제2확경부의 반경방향 폭과 같은, 회로차단기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1소정길이는 상기 제1내경부가 타방으로 연장되는 길이보다 크거나 같은, 회로차단기.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1전계완화부는 타방으로 갈수록 내경이 일정하게 유지되거나 내경이 점차 커지는, 회로차단기.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2내경부가 타방으로 연장되는 길이는 상기 제1내경부보다 크거나 같은, 회로차단기.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2지지부는 상기 절연통의 타방 단면과 결합되는 제2결합부 및 상기 제2결합부로부터 상기 절연통의 외측 일방으로 연장되고 상기 절연통의 타방 단부의 외주면을 둘러싸는 제2전계완화부를 포함하여 구성되고,
   상기 제2전계완화부는 내경이 상기 절연통의 외경보다 크고 내경이 일정하게 유지되면서 일방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제3내경부 및 제4내경부를 포함하여 구성되고,
   상기 제4내경부는 상기 제3내경부의 일방에 형성되고 제3내경부보다 내경이 큰, 회로차단기.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제2전계완화부는 상기 절연통의 타방 단부의 외주면과 접촉하되 절연통의 타방 단부의 외주면을 따라 축방향으로 제2소정길이만큼 접촉하고 상기 제3내경부의 타방에 형성되는 제2접촉부, 상기 제2접촉부 및 제3내경부 사이에 위치하고 일방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제3확경부 및 상기 제3내경부 및 제4내경부 사이에 위치하고 일방으로 갈수록 내경이 점차 커지는 제4확경부를 포함하고,
   상기 제3확경부 및 제4확경부의 내주면의 단면은 일방을 향해 반경방향 외측으로 비스듬하게 기울어진 직선 형태를 포함하고,
   상기 제3확경부가 둘러싸는 상기 절연통의 외주면은 상기 제2접촉부가 접촉하는 절연통의 외주면으로부터 일방으로 연장되는, 회로차단기.
   
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